MAKALAHKAPITA SELEKTA KIMIA ORGANIK

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI SENYAWA FLAVONOID

DARI BAHAN ALAM DARAT Camellia japonica

OLEH:

NURUL IMAAMA SHABRANI H311 14 020

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2017

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan

rahmat serta karunia-Nya kepada kita semua sehingga penulis berhasil

menyelesaikan makalah ini yang berjudul “Isolasi dan Identifikasi Senyawa

Flavonoid dari Bahan Alam Darat Camellia japonica”

Kita menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu

kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu kami harapkan

demi kesempurnaan makalah ini.

Akhir kata, kami sampaikan terima kasih. Semoga Allah SWT senantiasa

meridhai segala usaha kita. Amin.

Makassar, Agustus 2017

Penulis

2

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.................................................................................................2

wBAB I PENDAHULUAN.........................................................................................4

A. Latar Belakang.........................................................................................................4

B. Rumusan Masalah....................................................................................................5

C. Tujuan Penulisan.....................................................................................................5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................................6

A. Tinjauan Umum Flavonoid......................................................................................6

B. Jenis Flavonoid........................................................................................................7

C. Karakteristik Flavonoid...........................................................................................9

D. Camellia japonica.................................................................................................11

E. Isolasi dan Identifikasi Flavonoid dari Camellia japonica...................................12

F. Bioaktivitas dari tumbuhan Camellia japonica...................................................15

BAB III.......................................................................................................................16

PENUTUP..................................................................................................................16

A. Kesimpulan......................................................................................................16

B. Saran................................................................................................................16

DAFTAR PUSTAKA................................................................................................17

3

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Flavonoid adalah senyawa polifenol yang terdapat secara alami dan tersebar

luas pada tumbuhan. Flavonoid adalah metabolit sekunder, yang tidak memiliki

keterlibatan langsung terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.

Flavonoid adalah nutrien tumbuhan yang ketika dikonsumsi dalam bentuk buah atau

sayur tidak bersifat racun tetapi bermanfaat bagi tubuh manusia. Flavonoid tersebar

secara luas pada tumbuhan dan itulah yang membuat tumbuhan dan sayur memiliki

warna yang cerah. Flavonoid juga memainkan peran penting dalam melindungi

tumbuhan dari serangan mikroba dan serangga. Yang lebih pentingnya,

mengonsumsi makanan yang mengandung flavonoid bermanfaat bagi kesehatan.

Penelitian terakhir menunjukkan bahwa flavonoid dapat secara nutrisional

membantu memicu enzim yang menyembuhkan penyakit kanker tertentu seperti

gangguan hati dan penyakit degeneratif yang berhubungan dengan usia. Beberapa

penelitian juga menunjukkan flavonoid dapat mencegah kerusakan gigi dan

mengurangi terjadinya penyakit ringan seperti flu.

Camellia japonica adalah tumbuhan yang merupakan sumber material

minyak dan obat tradisional bagi masyarakat Jepang. Sejumlah studi telah

menunjukkan bahwa Camellia japonica memiliki aktivitas anti inflamasi, anti plak,

antimikroba, antioksidan dan antikanker dan dapat menghambat absorpsi etanol.

Keberadaan konstituen kimia seperti terpen, saponin, dan senyawa fenolik pada buah,

biji, bunga dan daun Camellia japonica juga telah dilaporkan.

4

B. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari makalah ini yaitu:

1. Apa yang dimaksud dengan flavonoid?

2. Bagaimana pembagian kelas flavonoid?

3. Bagaimana karakteristik flavonoid?

4. Bagaimana cara mengisolasi dan mengidentifikasi flavonoid dari Camellia

japonica?

5. Apa saja bioaktivitas yang dimiliki oleh tumbuhan Camellia japonica ?

C. Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan makalah ini adalah:

1. Untuk mengetahui pengertian flavonoid

2. Untuk mengetahui jenis-jenis flavonoid

3. Untuk mengetahui karakteristik flavonoid

4. Untuk mengetahui cara mengisolasi dan mengidentifikasi flavonoid dari

tumbuhan Camellia japonica

5. Untuk mengetahui bioaktivitas dari tumbuhan Camellia japonica yang

berkaitan dengan kandungan flavonoidnya

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Tinjauan Umum Flavonoid

Flavonoid adalah sekelompok senyawa alam yang terdapat pada tumbuhan.

Pada tahun 1930, suatu senyawa baru diisolasi dari jeruk. Pada saat itu, dipercaya

bahwa senyawa tersebut adalah kelas baru dari vitamin dan diberi nama sebagai

vitamin P. Di kemudian hari, diperjelas bahwa senyawa tersebut adalah flavonoid

(rutin) dan sampai sekarang lebih dari 4000 macam flavonoid telah diidentifikasi.

Flavonoid merupakan salah satu kelompok senyawa metabolit sekunder yang

paling banyak ditemukan di dalam jaringan tanaman. Flavonoid termasuk dalam

golongan senyawa phenolik dengan struktur kimia C6-C3-C6. Kerangka flavonoid

terdiri atas satu cincin aromatik A, satu cincin aromatik B, dan cincin tengah berupa

heterosiklik yang mengandung oksigen dan bentuk teroksidasi cincin ini dijadikan

dasar pembagian flavonoid ke dalam sub-sub kelompoknya. Sistem penomoran

digunakan untuk membedakan posisi karbon di sekitar molekulnya.

Berbagai jenis senyawa, kandungan dan aktivitas antioksidatif flavonoid

sebagai salah satu kelompok antioksidan alami yang terdapat pada sereal, sayur-

sayuran dan buah, telah banyak dipublikasikan. Flavonoid berperan sebagai

antioksidan dengan cara mendonasikan atom hidrogennya atau melalui

kemampuannya mengkelat logam, berada dalam bentuk glukosida (mengandung

rantai samping glukosa) atau dalam bentuk bebas yang disebut aglikon.

6

Gambar 1. Struktur kerangka flavonoid (Kumar dan Pandey, 2013).

B. Jenis Flavonoid

Berdasarkan tingkat oksidasi dan pola substitusinya (posisi -2 atau -3) maka

flavonoid dibagi ke dalam beberapa kelas seperti pada tabel 1 di bawah ini.

Gambar 2. Jenis-jenis flavonoid (Xu, dkk., 2010)

Flavonoid terdapat dalam bentuk aglikon, glikosida dan yang mengandung

metil. Struktur dasar flavonoid adalah aglikon (bebas). Sedangkan apabila dalam

bentuk glikosida berarti rantai sampingnya adalah glukosa. Cincin yang

7

beranggotakan 6 terkondensasi dengan cincin aromatik adalah α-piran (flavonol dan

flavanon) atau turunan dihidronya (flavonol dan flavanon). Posisi substituen

benzenoid membagi kelas flavonoid ke dalam flavonoid (posisi 2) dan isoflavonoid

(posisi 3). Flavonol dibedakan dari flavanon oleh gugus hidroksil pada posisi 3 dan

pada ikatan rangkap C2-C3. Flavonoid sering terhidroksilasi pada posisi 3,5,7,2,3’,4’

dan 5. Metil eter dan asetil ester dari gugus alkohol diketahui terdapat dalam alam.

Ketika glikosida terbentuk, ikatan glikosida umumnya terletak pada posisi 3 atau 7

dan karbohidrat dapat berupa L-ramnosa, D-glukosa, glukoramnosa, galaktosa atau

arabinosa.

8

Gambar 3. Kelas Flavonoid dan contohnya (Pandey dan Kumar, 2013)

C. Karakteristik Flavonoid

Umumnya, flavonoid berupa padatan kristal dan hanya beberapa yang berupa

serbuk amorf. Flavon, flavonol dan glikosidanya umumnya berwarna kuning

keabuan sampai kuning. Khalkon berwarna kuning sampai kuning jingga., flavanon

dan flavanonol tidak memiliki sistem konjugasi silang sehingga, umumnya tidak

berwarna. Meskipun begitu, karakteristik warna dan fluoresens dapat dilihat di

bawah sinar ultraviolet dan warnanya akan berubah di bawah gas amonia. Isoflavon

hanya memiliki beberapa konjugasi, sehingga warnanya kuning muda. Warna

anthosianidin bergantung pada nilai pH, umumnya merah pada pH < 7, ungu pada

pH = 8,5 dan biru pada pH > 8,5.

Flavonoid aglikon yang memiliki karbon asimetri seperti flavanon,

flavanonol, isoflavanon dan turunannya memiliki aktivitas optis. Aglikon yang lain

tidak memiliki aktivitas optis, sedangkan semua flavonoid glikosida memiliki

aktivitas optis dan umumnya levorotatory (-) karena monosakarida atau oligosakarida

terikat pada strukturnya.

Flavonoid aglikon tidak larut dalam air, namun mudah larut dalam pelarut

organik seperti methanol, kloroform, dll. Sedangkan flavonoid glikosida mudah larut

dalam pelarut polar yang kuat seperti air dan sulit larut dalam pelarut organik seperti

benzena dan kloroform. Karena kebanyakan flavonoid memiliki gugus hidroksil

fenolik yang menunjukkan keasamannya, flavonoid dapat larut dalam larutan basa

(Na2CO3) dan pelarut organik basa (piridin, formilamin dan DMF). Karena dua

elektron bebas pada 1-oksigen dari cincin piron, flavonoid menunjukkan kebasaan

yang lemah dan dapat membentuk garam dengan asam kuat seperti HCl dan H2SO4

9

pekat. Namun, garam yang dihasilkan sangat tidak stabil dan akan segera terhidrolisis

dengan penambahan air.

Flavonoid dapat menunjukkan karakteristik warna ketika bereaksi dengan

bubuk Mg (atau bubuk Zn)/HCl, NaBH4, AlCl3, NaOH dan reagen lain yang dapat

digunakan untuk identifikasi.

Studi flavonoid dengan spektroskopi menunjukkan bahwa kebanyakan flavon

dan flavonol menunjukkan 2 pita absorpsi utama: pita I pada 320-285 nm

menunjukkan absorpsi cincin B, sedangkan pita II pada 250-285 nm menunjukkan

absorpsi cincin A. Gugus fungsional yang terikat pada rangka flavonoid dapat

menyebabkan pergeseran absorpsi seperti 367 pada kaempferol (3,5,7,4’-gugus

hidroksil) sampai 371 nm pada quercetin (3,5,7,3’,4’,5’-gugus hidroksil).

Keberadaan gugus hidroksil pada flavon membedakannya deengan flavonol.

Flavanon memiliki cincin C heterosiklik jenuh, tanpa konjugasi antara cincin A dan

B yang ditentukan melalui karakteristik spektrum UV nya. Flavanon menunjukkan

absorbsi kuat maksimum pada pita II yaitu antara 270 dan 295 nm, naringenin

(288 nm) dan 285 nm (taxifolin). Pita II muncul dalam 1 peak (270 nm) dalam

senyawa dengan cincin B monosubstitusi tetapi muncul sebagai 2 peak atau 1 peak

(258 nm) dengan tambahan (272 nm) ketika cincin B tersubstitusi di-, tri- atau o- ada.

Anthosianin menunjukkan peak berbeda pita I pada daerah 450-560 nm karena

adanya sistem hidroksil sinamoil dari cincin B dan pita II pada daerah 240-280 nm

karena adanya sistem benzoil pada cincin A, warna anthosianin yang beragam seiring

dengan jumlah dan posisi gugus hidroksil.

10

D. Camellia japonica

Camellia japonica adalah tumbuhan berbunga yang termasuk ke dalam famili

Theaceae. Tumbuhan ini ditanam di daerah selatan pesisir di Provinsi Jeolla dan

sering ditemukan di kebun di Korea dan Jepang. Bunga Camellia japonica telah

digunakan untuk perawatan muntah darah dan pendarahan, sedangkan daunnya telah

dikonsumsi sebagai minyak dan sumber kosmetik di Korea.

Tumbuhan ini mulai berbunga pada musim gugur dan berbunga hingga akhir

musim semi. Warna bunganya bermacam-macam, seperti merah, putih dan dua

warna. Bunganya telah digunakan sebagai bahan teh.

Gambar 4. Tumbuhan Camellia japonica

Tabel 1. Klasifikasi Tumbuhan Camellia japonica

Kingdom Plantae

Subdivisi Spermatophyta

Divisi Magnoliophyta

Kelas Magnoliopsida

Subkelas Dilleniidae

Ordo Theales

11

Famili Theaceae

Genus Camellia L.

Spesies Camellia japonica L.

E. Isolasi dan Identifikasi Flavonoid dari Camellia japonica

Daun segar dari Camellia japonica dikumpulkan kemudian dikeringkan di

udara panas dengan suhu 60 ºC selama 12 jam dan kemudian dihancurkan menjadi

bubuk. Sebanyak 63,3 g bubuk daun ditimbang kemudian diekstraksi dengan EtOH

70%. Ekstrak etanol 70% dipartisi dengan heksana dan MeOH. Lapisan MeOH

dibuang dari material yang tidak larut melalui dekantasi kemudian diuapkan. Residu

yang dihasilkan dikromatografi kolom Sephadex LH20 (396 cm3) dengan

menggunakan MeOH (2L) dan kemudian dengan kolom kromatografi ODS

(126 cm3), dielusi dengan MeOH:H2O (0:100, 20:80, 40:60, 60:40 dan 100:0: masing

masing 400 mL). Eluat MeOH 40% kemudian dimurnikan dengan HPLC

menghasilkan Camellianosida (senyawa 1, 6,2 mg) dan senyawa lain yang

berhubungan yaitu rutin (senyawa 2, 9,3 mg), hiperosid (senyawa 3, 8,9 mg) dan

isoquercitrin (senyawa 4, 5,5 mg) dengan membandingkan data spektroskopi dengan

sampel asli.

Dari isolasi dan identifikasi menggunakan didapatkan data berikut:

Untuk Senyawa 1 (Camellianosid): berupa bubuk kuning; [α]D2,5-8,1º (c 0,16,

MeOH); UV λmaks (MeOH) nm (ε): 259 (20000), 310 sh (8000) dan 358 (16000); IR

vmaks (film) cm-1: 3390, 2925, 1655, 1605, 1500, 1445, 1360, 1305, 1275, 1245, 1200,

1170 dan 1070; ESIMS (positif) m/z: 741,1893. Dari data MS menyatakan bahwa

12

rumus molekul senyawa ini adalah C32H38O20 atau quercetin-3-O-β-D-xylopiranosil-

(1→3)-O-α-L-rhamnopiranosil-(1→6)-O-β-D-glukopiranosida.

Spektrum IR menunjukkan keberadaan gugus hidroksil (3390 cm-1) dan gugus

karbonil (1655 cm-1). Pita absorbsi UV pada panjang gelombang 258 dan 358

nm menunjukkan bahwa senyawa 1 adalah senyawa flavonoid. Spektrum 1NMR

menunjukkan 5 proton aromatik pada δ = 7,68 (1H, d, J = 2 Hz), 7,62 (1H, dd,

J = 9,2 Hz), 6,87 (1H, d, J = 9 Hz), 6,39 (1H, d, J = 2 Hz) dan 6,21 (1H, d, J = 2Hz)

berasal dari bagian aglikon dari kerangka quercetin, bersama dengan tiga proton

anomerik pada δ = 5,10 (1H, d, J = 8 Hz, Glc H-1), 4,52 (1H, d, J = 1 Hz, Rha H-1)

dan 4,36 (1H, d, J = 8 Hz, Xyl H-1) dan metil proton doublet pada 1,10 (3H, d,

J = 6 Hz, Rha C-5-Me) berasal dari unit gula. Pada spektrum 13C NMR, 32 signal

diamati, 15 darinya yang berhubungan dengan kerangka quercetin dan 3 signal

karbon pada δ = 106,39 (Xyl C-1), 106,64 (Glc C-1) dan 102,36 (Rha C-1) ke karbon

anomerik dari bagian gula.

Gambar 5. Struktur Senyawa 1 (Camellianosid)

13

Gambar 6. Struktur Senyawa 1-6

Tabel 2. Data NMR untuk Senyawa 1 (Camellianosida) dalam CD3OD

14

F. Bioaktivitas dari tumbuhan Camellia japonica

1. Aktivitas antioksidan

Senyawa quercetin-3-O-β-D-xylopiranosil-(1→3)-O-α-L-rhamnopiranosil-

(1→6)-O-β-D-glukopiranosida yang diisolasi dari daun Camellia japonica

menunjukkan aktivitas antioksida yang lebih tinggi daripada antioksidan yang

biasa digunakan seperti L-sistein dan L-asam askorbat.

2. Aktivitas antimikroba

Penelitian menunjukkan bahwa ekstrak dari Camellia japonica ampuh

melawan bakteri Propionibacterium acnes yang menyebabkan jerawat. Pada uji

klinis terhadap kulit yang mengalami jerawat, dengan pemberian fraksi hidrofilik

Camellia japonica jerawat hilang dalam 4 minggu.

Selain ampuh melawan bakteri Propionibacterium acnes, ekstrak air dari

Camellia japonica menunjukkan potensi dalam menghambat bakteri patogen tidak

hanya pada media mikrobiologi tetapi juga pada keberadaan komponen makanan.

Juga ekstraknya dapat bermanfaat melwawan bakteri patogen gram negatif dan gram

positif.

3. Efek Inhibitor terhadap HIV-1 PR

Ekstrak metanol dari pericarp Camellia japonica menunjukkan aktivitas

inhibitor kuat melawan HIV-1-PR. Camelliatannin, senyawa yang diisolasi memiliki

aktivitas inhibitor paling berpotensi melawan HIV-1-PR dengan nilai IC50 = 0,9 μM.

15

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Flavonoid adalah senyawa fenolik yang tersebar luas di alam yang memiliki

struktur kerangka C6-C3-C6.

2. Berdasarkan tingkat oksidasi dan pola substitusinya (posisi -2 atau -3) maka

flavonoid dibagi ke dalam beberapa kelas yaitu flavon, flavanon, flavonol,

flavanonol, isoflavon, isoflavanon, homoisoflavon, khalkon, flavan-3-ol,

flavan-3,4-diol, anthosianidin, xanthon, auron, furanokromon, fenilkromon

dan dihidrokhalkon.

3. Flavonoid berupa padatan kristal dan hanya beberapa yang berupa serbuk

amorf. Karakteristik warna dan fluoresens dapat dilihat di bawah sinar

ultraviolet dan warnanya akan berubah di bawah gas amonia.

4. Sampel diisolasi dengan cara ekstraksi menggunakan etanol 70%, kemudian

dikromatografi kemudian diuji dengan instrumen, UV, MS dan NMR.

5. Flavonoid dalam buah citrus memiliki berbagai macam bioaktivitas seperti

antioksidan, anti mikroba dan inhibitor HIV-1 PR.

B. Saran

Karena penelitian tentang bioaktivitas dari tumbuhan ini masih sedikit, jadi

penelitian tentang bioaktivitas dari tumbuhan ini dapat dikembangkan lagi.

16

DAFTAR PUSTAKA

Azuma, C.M., Santos, F.C., dan Lago, J.H.G., 2011, Flavonoids and Fatty Acids of Camellia japonica Leaves extract, Brazilian Journal of Pharmacology, 21(6), 1159-1162.

Hyang-Hee, L., Jeong-Yong, C., Jae-Hak, M., dan Keun-Hyung, P., 2011, Isolation and Identification of Antioxidative Phenolic Acids and Flavonoid Glycosides from Camellia japonica Flowers, Horticulture Environment Biotechnology, 52(3), 270-277.

Jong-Cheol, P., Jong-Moon, H., Ju-Gwon, P., Hatano, S., Yoshida, T., Miyashiro, H., Byung-Sun, M., dan Hattori, M., 2002, Inhibitory Effects of Korean Medicinal Plants and Camelliatannin H from Camellia japonica on Human Immunodeficiency Virus Type 1 Protease, Phytotherapy Reserach, 16, 422-426.

Kim, K.Y., Davidson, P.M., dan Chung, H.J., 2001, Antibacterial Activity in Extracts of Camellia japonica L. Petals and Its Application to a Model Food System, Journal of Food Protection, 8(64), 1255-1260.

Kumar, S., dan Pandey, A.K., 2013, Chemistry and Biological Activities of Flavonoid, The Scientific World Journal, 2013, 1-16.

Moon-Hee, C., Eun-Mi, R., Deuk-Sil, O., dan Hyun-Jae, S., 2012, Improvement of Acne Condition in Skin Care Using Camellia japonica L. Extracts, Korean Journal of Aesthetic Cosmetology, 3(10), 661-672.

Onoderam, K., Hanashiro, K., dan Yasumoto, T., 2006, Camellianosida, a Novel Antioxidant Glycoside from the Leaves of Camellia japonica, Bioscience Biotechnology Biochemistry, 70(8), 1995-1998.

Redha, A., 2010, Flavonoid: Sruktur, Sifat Antioksidatif dan Peranannya dalam Sistem Biologis, Jurnal Belian, 2(9), 196-202.

Xu, R., Ye, Y., dan Zhao, W., 2010, Introduction to Natural Product Chemistry, CRC Press, Beijing.

17